非对称人工结构板的微粒声操控研究

论文摘要

近年来,声辐射力的研究重点逐渐转移到声学人工结构调控声场方面。与传统方法相比较,利用声人工结构来操控微粒有许多优点,例如可以通过调整人工结构的晶格常数来设计不同频率的声捕获,也可通过调节人工结构来设计操控粒子的局域场。目前,操控粒子的声学人工结构大多是一维或二维的周期性声学结构。在本论文中,我们基于有限元法将研究拓展到非对称或三维结构上。本研究在一定程度上增强人们对声学操控的理解,推动声学操控的发展,并丰富声波操控微粒的途径。本文研究的具体工作分为以下几个方面:首先,基于三维声学结构板,本文研究了三维铜粒子所受的声辐射力。仿真结果表明,体系中的声学捕获是源于结构板中表面波的共振激发。此外,还研究了粒子尺寸和位置对声学捕获的影响,并且说明了声学捕获只发生在近场。其次,我们研究了一维周期性凹槽结构板中声表面波激励的声辐射力。结果表明,在声表面波所有频率范围内,粒子所受到的声辐射力均为负值,这表明该声学操控体系具有宽频效应。通过在该体系中引入梯度凹槽,可以控制声颗粒向声源移动,从而实现声颗粒的输运。最后,我们还研究了二维声子晶体中声腔对声辐射力的影响,设计了一种具有不同共振腔的扇形混合结构,通过对共振频率的调谐,可以将粒子推向不同的方向,这对粒子的分类有一定的参考价值。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 欧阳文乐

导师: 赵鹤平,何兆剑

关键词: 声人工晶体板,声操控,负声辐射力,梯度

来源: 吉首大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 数学,化学,工业通用技术及设备

单位: 吉首大学

分类号: O735;TB115

DOI: 10.27750/d.cnki.gjsdx.2019.000114

总页数: 44

文件大小: 5083K

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